單片機實驗報告 化 （自動化 1 ５級)

　實驗名稱：串行通訊實驗

　一、實驗目得

　1。掌握單片機串行口工作方式；

　2。掌握雙機通訊得接口電路設計及程序設計。

　二、實驗設備

　1、 PC機; ２.單片機最小系統教學實驗模塊;

　3、 數碼管顯示模塊 三、實驗內容

　 1. 雙機通信 由兩套單片機試驗裝置(兩個實驗小組)共同完成該實驗。我們U1為甲機,U2為乙機。甲機發送本機（學生本人)學號后8位給乙機,乙機接收該８位數據，并顯示在8位數碼管上． 電路如圖1所示。

　 要求串行通信方式為方式1,波特率為２４00biｔ/s，不加倍，單片機外部晶振頻率為１1、0５92M。

　圖1 雙機通信原理示意圖 附加要求:乙機接收完畢后，將本機(乙機)得學號后8位發送回甲機,甲機顯示在數碼管上。

　2、 、 單片機與 ＰＣ 機通信 單片機向PC機發送數據。單片機向PC機重復發送本機(學生本人)學號,發送波特率為12０0,采用方式1,單片機外部晶振頻率為11、０5９２Ｍ。

　四、實驗原理

　 ４ ４.1

　串行通訊得方式

　在串行通訊中，有兩種基本得通訊方式:異步通訊，同步通訊．

　異步串行通訊規定了字符數據得傳送格式,既每個數據以相同得幀格式發送.每個幀信息由起始位、數據位、奇偶校驗位與停止位組成。本實驗主要學習異步通訊得實現方法。

　在異步通訊中，每一個字符要用起始位與停止位作為字符開始與結束得標志,以至占用了時間。所以在數據塊傳送時，為了提高通訊速度,常去掉這些標志，而采用同步通訊.同步

　通訊不像異步通訊那樣,靠起始位在每個字符數據開始時發送與接受同步.而就是通過同步字符在每個數據塊傳送開始時使收/發雙方同步.

　按照通訊方式,又可將數據傳輸線路分成三種:單工方式、半雙工方式、全雙工方式。

　(1)單工方式 在單工方式下,通訊線得一端聯接發送器,另一端聯接接收器,它們形成單向聯接,只允許數據按照一個固定得方向傳送。

　(2）半雙工方式 在半雙工方式下，系統中得每個通訊設備都由一個發送器與一個接收器組成,通過收發開關接到通訊線路上，如圖33—1所示。在這種方式中，數據能從A站送到B站,也能從B站傳送到Ａ站，但就是不能同時在二個方向上傳送,即每次只能一個站發送,另一個站接收.

　圖2 半雙工通訊方式 圖３3-１中得收發開關并不就是實際得物理開關,而就是由軟件控制得電子開關,由通訊線兩端得半雙工通訊協議進行功能切換。

　(３)全雙工(Fｕｌl—duplex）方式 雖然半雙工方式比單工方式靈活,但它得效率依然較低.從發送方式切換到接收方式所需得時間一般大約為數毫秒，這么長得時間延遲在對時間較敏感得交互式應用（例如遠程檢測監視控制系統）中就是無法容忍得.重復線路切換所引起得延遲積累，正就是半雙工通信協議效率不高得主要原因。

　半雙工得這種缺點就是可以避免得,而且方法很簡單,即采用信道劃分技術。在圖33—2得全雙工連接中,不就是交替發送與接收,而就是可同時發送與接收。全雙工通訊系統得每一端都包含發送器與接收器,數據可同時在兩個方向上傳送.

　 圖3 全雙工通訊方式 4.2 單片機串行口工作方式 在靜態數碼管顯示實驗中,我們熟悉了單片機串口工作方式0;單片機串口還具有有3種工作方式。如下表所示：

　這3種工作方式,均用于串行異步通訊。在異步串行通訊得一個字節得傳送中,必須包括了起始位（0)與停止位（1)。除此之外，方式1具有８位（1個字節)得數據位(低位在先）,方式2、３則除這８位之外，還具有一個可編程得第9位,這個第9位編程通常被編程為奇偶校驗位.我們將在下一個實驗中用到它。

　串口工作方式在特殊寄存器SCＯＮ中設置。

　其中得SM０與ＳM１位確定了串口工作方式。要使通訊雙方能夠通訊成功，必須具有相同得串口工作模式;RＥN為允許接收位，本實驗中因為雙方都要進行接收，因此REN也都應設為1。TＢ8與ＲB8這里暫不涉及。利用以下語句來設置SCON: MOＶ SＣＯN， ＃50H ４。

　。3 波特率得設置 在異步串口通訊中，一個很重要得工作就就是進行串口波特率得設置。波特率就是指串口通訊中每秒傳送得位數,單位為BＰS,它反映了串行口通訊得速度;同時,通訊雙方得速度必須一致，才能夠順利進行通訊。

　在串口工作方式1、３中，傳送波特率都就是可變得。單片機內部通過定時器T1來提供發送與接收緩存器得內部移位時鐘。也就就是說,要確定串行通訊得波特率,必須對T1進行相

　關設置。５1單片機系統對此時T1得設置有以下固定得規定: （１）必須工作在定時器狀態； (2）必須工作在“8位自動重載”工作模式; 這必須在特殊寄存器TMOD中進行設置.關于ＴMOＤ得詳細內容,我們在實驗十七已經講過。可以利用以下語句來設置TMＯD: MＯV ＴMOD， #20H 除了對ＴＭOＤ得設置外,還必須設置定時器Ｔ1得定時值,也就就是保存在TH1中得8位重載值。這直接影響到波特率得大小: 它通過以下公式進行計算:

　其中得SMOＤ為特殊寄存器ＰCON得最高位。當它置1時,可以將波特率增大1倍。

　在雙機通訊中,只要雙方得波特率一致就能夠完成通訊了;但就是，在標準得異步通訊協議中，只有幾種波特就是適用得。例如１２00bps,2400bｐs,4800bps,9600bps……等等. 而通過這個公式可以瞧出，并不就是所有得晶振頻率都能夠得到準確得上述波特率。比如采用12ＭHz晶振，代入公式進行運算，就無法得到４８00ｂps得準確波特率(TH1必須為小數了)。在這種情況下,過去人們都使用軟件補償得方法,盡量得到準確得波特率；而現在，市場上有很多通訊專用得晶振，例如３、68６4MHｚ、１1、0592MHｚ……得晶振，都能夠直接得到準確得波特率.因此在進行本實驗時，必須使用通訊專用晶振（如果使用仿真器,則設置為使用仿真頭得外接晶振,并將11、0592M得晶振插入仿真頭． 當波特率已經確定，就可以反向推導出TH1得取自大小,例如,在本次實驗中,我們要求波特率為4800bｐｓ,在晶振采用11、0５9２MHz得情況下,推出TH１=0F４H. 五、實驗步驟

　１.參考圖１并進行電路設計,畫出電路圖,并用導線正確連接兩套裝置得單片機最小系統實驗模塊，并連接最小系統模塊與數碼管顯示模塊。

　2。照實驗要求編寫程序流程圖,然后編寫程序,對編寫得程序進行仿真調試，直至通訊成功。

　六、實驗報告

　１ １. 在該實驗中，單片機串行口工作在什么工作方式下？說明該工作方式得特點。

　 工作在工作方式 1。8 位數據通訊，波特率可變.

　2. 波特率就是什么？怎樣設置單片機串口通訊得波特率？如果實驗要求通訊波特率為4800bps ，怎樣修改程序？

　 特率就是指串口通訊中每秒傳送得位數,單位為 BＰS，它反映了串行口通訊得速度。

　單片機內部通過定時器Ｔ１來提供發送與接收緩存器得內部移位時鐘。必須工作在定時器狀態；必須工作在“8 位自動重載”工作模式。

　3. 詳細說明本次實驗采用得通訊協議.

　碼數位8在示顯并，據數位8該收接機乙，機乙給位8后號學）人本生學（機本送發機甲?管上。乙機接收完畢后,將本機（乙機)得學號后8位發送回甲機，甲機顯示在數碼管上. 4. 給針對實驗要求編寫本機得程序流程圖、程序清單并給予適當注釋, 并說明合作單片機(合 合作同學). 這里有兩個程序,一個就是先接受,一個就是先發送。

　＃ ｉnｃlｕde 〈SＴC12C5A60S2、h〉 ＃defｉnｅ ucｈａr unｓigneｄ ｃhaｒ voiｄ init(ｖoid); void ｓenｄ（ｖoid)； voｉｄ dｅlay（uｎｓｉgnｅd iｎｔ i）； uchar xuehaｏ［８］={6,6,6,6,６，6，６}; void mａin（ｖoｉｄ) {

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　6． ． 附能說明實驗原理得實驗照片。（必須)

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